Qt跨平台开发Windows & Android

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目标

使用Qt自带的OpenGL库，自行编译Android Arm64架构可用的Assimp静态库。使用Visual Studio和Qt进行编码，可以在Windows以及Android平台运行。

环境配置

配置Qt Android开发环境

教程在这里

注意SDK版本号必须一致

配置Qt VS开发环境

  1. 安装插件并设置QtVersions

  2. 用VS创建项目，然后用插件创建.pro文件，并添加这一行：

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greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

自动生成的.pro文件只包含很少的配置，后面会添加很多自定义的配置，需要经常进行备份，以防止被覆盖

项目建立

基本工作流

在Qt中修改ui等资源后，VS里不会立即同步，需要先用VS编译一下才会生成对应的中间文件。新添加的界面还需要手动添加到项目里

使用OpenGL

下面开始正式建立项目并在Qt中使用OpenGL，可以参照这个博客：learn opengl with Qt_ItaLink-CSDN博客

核心是继承QOpenGLWidget并实现三个成员函数，手动添加回调函数。添加控件并提升为这个自定义控件类型，这样自定义回调就可以调用起来了，回调里写初始化和绘制代码。需要注意函数调用时机，我们在外部手动调用update来及时更新。

其中主要有三个函数：

  1. initializeGL初始化被调用一次
  2. resizeGL在大小改变时被调用，并触发paintGL
  3. paintGL在移动、显隐时被调用，updateGL触发paintGL

外部可以调update来加入paint队列，注意文档说了，只是加入处理队列，所以只有最后一次有效。同理，再paint之外的绘制也会被paint覆盖。

外部在这三个函数之外要想使用OpenGL的API，需要一个OpenGLWidget的makeCurrent（而这三个函数被调之前都已经makeCurrent，所以内部不需要再调）

底层函数的实现在不同平台下是不一样的，具体头文件的选择需要用宏来控制。头文件在Windows下是QOpenGlFunctions_3_3_Core，Android下是QOpenGLFunctions_ES2，具体函数的接口跟glew、glad的一样。

关于平台的判断，Android平台有个宏__ANDROID__，因为这里只考虑Windows和Android两个平台，所以可以像下面这样简单判断一下：

Platform.h

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#pragma once

#if defined(__ANDROID__)
#	define PLATFORM_ANDROID true
#else
#	define PLATFORM_WINDOWS true
#endif

// set the rest to false
#if !defined(PLATFORM_WINDOWS)
#	define PLATFORM_WINDOWS false
#endif

#if !defined(PLATFORM_ANDROID)
#	define PLATFORM_ANDROID false
#endif

配置assimp库

windows的很好编译，用cmake打开CMakeLists就能创建VS解决方案了。需要注意的是，除了链接lib之外，还要把dll放到项目生成的exe同级目录里。

而Android的比较麻烦，我一开始下的是3.0版的，但是发现代码实在太旧了，一大堆错误，本来想自己改的，但是发现根本改不完，错误越来越多……后来才看到别人的文章，要用新一点的版本。链接在这里

基本跟着文章走就行了，需要注意脚本里的写的路径要跟自己的实际安装情况对应，还有cmake得是用android studio装的，不然里面没有ninja， 还要注意第二个脚本的-DANDROID_STL=c++_static是static而不是shared（感谢这篇文章），不然最后会运行失败。

对于文章里用的两个脚本，我的是这样的：

make_standalone_toolchain.bat

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python E:/SDKs/android-ndk-r18b-windows-x86_64/android-ndk-r18b/build/tools/make_standalone_toolchain.py --arch=arm64 --stl=libc++ --api=28 --install-dir=android-toolchain-api28-arm64
pause

build_assimp.bat

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@echo off
cls

REM *NOTE* Change these based on 
SET ASSIMP_DIR=./
SET OUTPUT_DIR=assimp-build-arm64v8a
SET ANDROID_PATH=E:\SDKs\android-sdk_r24.4.1-windows\android-sdk-windows
SET NDK_PATH=E:\SDKs\android-ndk-r18b-windows-x86_64\android-ndk-r18b
SET NDK_TOOLCHAIN=%~dp0android-toolchain-api28-arm64
SET CMAKE_TOOLCHAIN=%NDK_PATH%\build\cmake\android.toolchain.cmake
SET CMAKE_PATH=D:\DownloadApps\AndroidSDK\cmake\3.18.1

REM *NOTE* Careful if you don't want rm -rf, I use it for testing purposes.
rm -rf %OUTPUT_DIR%
mkdir %OUTPUT_DIR%

REM pushd doesn't seem to work ):<
cd %OUTPUT_DIR%

if not defined ORIGPATH set ORIGPATH=%PATH%
SET PATH=%CMAKE_PATH%\bin;%ANDROID_PATH%\tools;%ANDROID_PATH%\platform-tools;%ORIGPATH%

cmake ^
      -GNinja ^
      -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=%CMAKE_TOOLCHAIN% ^
      -DASSIMP_ANDROID_JNIIOSYSTEM=ON ^
      -DANDROID_NDK=%NDK_PATH% ^
      -DCMAKE_MAKE_PROGRAM=%CMAKE_PATH%\bin\ninja.exe ^
      -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
      -DANDROID_ABI="arm64-v8a" ^
      -DANDROID_NATIVE_API_LEVEL=28 ^
      -DANDROID_FORCE_ARM_BUILD=TRUE ^
      -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=install ^
      -DANDROID_STL=c++_static ^
      -DCMAKE_CXX_FLAGS=-Wno-c++11-narrowing ^
      -DANDROID_TOOLCHAIN=clang ^

      -DASSIMP_BUILD_TESTS=OFF ^

      ../%ASSIMP_DIR%

cmake --build .

cd ..

pause

Qt里项目右键添加库之后，还要在项目-Build&Run-Build-构建步骤-Build Android APK添加Additional Libraries，这样才会打进APK里，不然运行时会报错找不到库！实际上这个步骤就是修改了下.pro文件。

最后的项目结构：

项目结构

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3rd/
    assimp/
           include/
           lib/
           	assimp-vc143-mtd.lib
           	libassimp.so
   src/
       main.cpp
       MainWindow.cpp
       MainWindow.h
       MainWindow.qrc
       MainWindow.ui
       MyOpenGLWidget.cpp
       MyOpenGLWidget.h
.pri
.pro
.vcxproj

最后的.pro配置文件

.pro配置

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# 添加模块
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

# 指定C++标准
CONFIG += c++17

# 分平台添加链接库，注意VS自动创建的是不对的
win32: LIBS += -L$$PWD/3rd/assimp/lib -lassimp-vc143-mtd
unix:!macx: LIBS += -L$$PWD/3rd/assimp/lib/ -lassimp

# 库的头文件路径
INCLUDEPATH += $$PWD/3rd/assimp/include
DEPENDPATH += $$PWD/3rd/assimp/include

# 将库文件打包进APK里
contains(ANDROID_TARGET_ARCH,arm64-v8a) {
    ANDROID_EXTRA_LIBS = \
        $$PWD/3rd/assimp/lib/libassimp.so
}

# 自定义头文件搜索路径
INCLUDEPATH += $$PWD/src

资源文件路径问题

  • 在Windows下，资源就按照相对项目路径就能加载

  • 而Android下，需要将资源打包到APK中，引用路径也有所不同

    在.pro文件里添加配置，把项目目录下的res文件夹都放到assets/res目录（Android打包后的资源路径）里；

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    android {
        ress.files += res/*
        ress.path = /assets/res
        INSTALLS += ress
    }
    代码里引用：

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    auto file = QFile("assets:/res/test.txt"); // 注意用std标准库是加载不了的，要用Qt的文件接口

因为前面加了写了平台判断宏，所以一个通用的文件加载接口可以这样写：

LoadBinary

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std::string GetPlatformPath(const std::string& path)
{
#if PLATFORM_ANDROID
    return "assets:/" + path;
#else
    return path;
#endif
}

std::vector<char> LoadBinary(const std::string& path)
{
    auto file = QFile(GetPlatformPath(path).data());
    if (!file.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        LogError("Failed to open: ", path);
        return {};
    }
    auto content = file.readAll();
    return std::vector<char>(content.data(), content.data() + content.size());
}

安卓手机运行

手机连接数据线，设置里进入开发者模式并打开USB调试和允许USB安装应用，并保持屏幕亮起，运行前注意检查编译工具。

后来又添加了lua库，使用qt来编译库的，需要注意的是安卓下面的库只能是动态共享库，生成后缀是.so才行。库项目自带的两个文件不能直接删掉，可以把文件内容清空。之后引入到项目里时还需要注意库名的写法。（可以观察下自动生成的配置是怎么样的）

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